Роторно-поршневой двигатель (РПД) был разработан Феликсом Ванкелем в соавторстве с Вальтером Фройде, инженером-конструктором компании NSU в 1957 году. Конструктивная особенность РПД заключается в том, что вместо традиционного поршня применяется трёхгранный ротор, который вращается внутри цилиндра особой формы, геометрически выполненного по эпитрохоиде.
Конструкция ротора такова, что он установлен на валу и жёстко соединён с зубчатым колесом, входящим в зацепление с неподвижной шестернёй— статором. По размеру диаметра, ротор превышает диаметр статора. Ротор РПД с зубчатым колесом обкатывается вокруг шестерни.
Герметизацию камер в цилиндре РПД обеспечивает конструкция ротора, на котором установлены радиальные и торцевые уплотнительные пластины, плотно прижимаемые к стенкам цилиндра центробежными силами, давлением газа и ленточными пружинами.
Революционным отличием РПД от поршневого четырёхтактного двигателя, является то, что конструкция ротора предусматривает последовательное осуществление процессов – впуска, сжатия, сгорания, выпуска – в разных частях корпуса одного цилиндра! Такая конструкция ротора делает РПД намного мощнее и компактнее традиционного поршневого двигателя, где мощность зависит от количества цилиндров.
РПД отличается от поршневого двигателя отсутствием преобразуемого возвратно-поступательного движения. Давление в камерах РПД образуется за счёт выпуклых поверхностей треугольного ротора, своей формой создающих камеры впуска, сжатия, сгорания, выпуска. Сгорание топлива приводит к вращению ротора, при этом мощность РПД значительно выше, а вибрация ниже, чем у поршневого двигателя. К тому же вес и объём РПД меньше.
Отсутствие громоздкого механизма газораспределения делает РПД значительно проще четырехтактного поршневого (примерно, на тысячу деталей), а отсутствие картера, коленвала, шатунов и блока цилиндров, обеспечивают необычайную компактность и высокую удельную мощность. За один оборот РПД выполняет три полных рабочих цикла, эквивалентных работе шестицилиндрового поршневого двигателя.